金属材料及其热处理要点.ppt

工业用钢种类汇总 碳素钢 碳素钢结构钢 优质碳素钢结构钢 碳素工具钢 合金钢 合金结构钢 特殊性能钢 合金工具钢 低合金结构钢 渗碳钢 调质钢 弹簧钢 滚动轴承钢 刃具钢 模具钢 量具钢 不锈钢 耐热钢 耐磨钢 其它 （1）碳素钢（C%1.5%） C的影响如图 P冷脆性 0.045%以下 S热脆性 0.05%以下 P、S衡量质量 Si、Mn有益 碳素结构钢 C%0.38%（0.25%以下常用） 牌号（GB700-88）： Q215/Q235/Q255 A :屈服极限215/235/255Mpa A－普通；B/C/D－优质，含P/S较少 未完全脱氧－F（沸腾钢） 完全脱氧－Z（镇静钢） Q215-A·F Q235（A3）最常用 优质碳素结构钢 (P/S)％0.035%，用于重要机件 牌号（GB699－88）： 20：C%=0.20% 20F：沸腾钢 08－25：低碳钢 30－55：中碳钢，淬火后强度硬度较高 60－75：高碳钢，淬火后可作弹簧 碳素工具钢 C%=[0.7%~1.35%] 淬火硬度60HRC 淬透性、热硬性很差 牌号： T8A：含碳0.8％，A：含PS很少的优质钢 常用的碳素工具钢：T8、T10、T10A、T12 （2）合金钢 合金结构钢 含碳量的万分数＋元素符号＋百分数 合金含量1.5%不标 高级优质钢＋A 16Mn 20Cr 40Mn2 30CrMnSi 38CrMoAlA 合金工具钢 含碳量含碳量的千分数＋元素符号＋百分数 含碳量1%不标：9Cr2 CrWMn 9SiCr W18Cr4V 特殊性能钢：不锈钢（2Cr13、1Cr18Ni9） （3）零件选材的一般原则 满足工作要求 物理性能 化学性能 机械性能 满足工艺性能要求 重视经济性 四、钢的热处理 目的：改善金属材料的强度、硬度、韧性、弹性、工艺性 现代机器制造中的热处理主要针对： 机床的：主轴、齿轮、床身 汽车的：发动机缸体、缸盖、凸轮轴、联接轴、变速箱齿轮等 其他：刃具、量具、磨具 组织决定性能演示 1.热处理基本工艺 温度 时间 临界温度 保温 冷却 加热 基本工艺：加热-保温-冷却 2.常用热处理工艺 普通热处理 “四火”：退火、正火、淬火、回火 表面热处理 表面淬火 化学热处理 渗碳、渗氮、碳氮共渗 工艺原理 退火和正火 退火 作用 组织 室温下的平衡组织 种类 完全退火 球化退火 去应力退火 正火 作用 组织：索氏体 硬度强度比珠光体高 韧性相同 淬火与回火 淬火 作用 组织：马氏体（M） C原子来不及从A中渗出,过饱和C使晶格严重畸变。硬度高，脆性大 回火 低温回火（150－250oC） 回火马氏体 中温回火（350－500oC） 回火屈氏体 高温回火（500－650oC） 回火索氏体 表面淬火与化学热处理 特殊性能要求的零件 表面耐磨，内部坚韧 表面淬火 工艺原理 用途 设备：感应线圈、火焰、激光 化学热处理 化学介质中加热保温 表层渗碳、渗氮 发蓝 坚韧的基体 坚硬的外壳 总结 金属材料的性能 力学性能 工艺性能 物理、化学性能 金属材料的组织和性能 铁碳合金的组织和性能的关系 选材原则 钢的热处理 “四火”、表面热处理 铁碳合金相图：随手画 1148 － 727 4.3 －2.11 － 0.77 912－1538－1227 两个Y字当中立 0.77 4.3 2.11 912 1538 727 1148 1227 这是什么“相” 铁素体 这是什么“相” 奥氏体 这是什么“相” 珠光体 还有什么“相” 莱氏体 高温莱氏体：A+Fe3C 低温莱氏体：P+Fe3C 马氏体 淬火组织 奥氏体中的碳来不及析出来 索氏体 正火组织 细化的、片层更薄的珠光体（强度硬度更高） 锉刀 选材 T12 工艺过程 锻造 退火 机械加工 淬火 低温回火 热处理 热处理 热处理 两种线缺陷－位错 刃型位错的形成过程 铁碳合金中的固溶体 铁素体 α－Fe中溶碳 600°C－0.006% 727°C－0.021% 强度硬度低 250MPa 80HBS 塑性好 45％～50％ 与纯铁近似 铁碳合金中的固溶体 奥氏体 γ －Fe中溶碳 1148°C－2.11% 727°C－0.77% 强度硬度不高 塑性优良 40％～50％ 易于塑性变形 压力加工时加热形成奥氏体 （2）化合物 金属化合物与非金属化合物 金属化合物具有复杂晶格、硬而脆 FeS、MnS：非金属杂质 铁碳合金中的化合物 渗碳体（Fe3C） 铁碳合金中的强化相 硬度高（800HBW）、塑性韧性很低 呈片状、球状、网状 920-980°C可分解： Fe3C→3Fe＋C石墨 （3）混合物 铁碳合金中的机械混合物 珠光体（P＝F+Fe3C） 铁素体＋渗碳体 C＝0.77％ σb＝750MP